冲击钻灌注桩施工作业指导书(改

中铁五局贵广铁路工程指挥部冲击钻灌注桩施工作业指导书贵广铁路桥涵工程冲击钻灌注桩施工作业指导书1.适用范围适用于贵广铁路GGTJ-3标段卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。2.作业准备2.1 内业技术准备在开工前应组织相关技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。应制定施工安全保证措施和应急预案。对施工人员进行技术交底，对参建施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2.2 外业技术准备施工场地征地应完成，场地应平整。生活、生产房屋应修建完成，生活、办公设施应配齐，并能够满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。3.技术要求3.1 配制好经济适用的泥浆配合比。3.2 泥浆池的设置应免于被雨水冲刷而污染附近农田。3.3 确定不同地层施工时钻机的冲程。3.4 泥浆的回收处理。3.5 按设计提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，悬挂于钻机上。4.施工工序与工艺流程4.1 施工程序每根孔桩的施工为一个完整的作业流程。施工工序为：施工准备测量放洋泥浆制备钢护筒埋设钻机安装钻孔施工钢筋笼安装混凝土灌注4.2 工艺流程定桩位埋设护筒钻机就位钻孔第一次清孔测孔深、沉淤下钢筋笼下导管第二次清孔测沉淤 安放隔水球浇筑砼泥浆补充泥浆处理制作钢筋笼配制砼钻孔桩施工工艺流程图5.施工要求要求采用整套冲击钻机设备，避免使用双筒卷扬机组成的简易钻具。为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应待邻孔砼抗压强度达到2.5Ma后方可开钻。5.1施工准备 钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。5.2埋设钢护筒护筒内径比桩径大40cm，护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。5.3开挖泥浆池选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：泥浆比重：岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。粘度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。5.4钻孔5.4.1安装钻机安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。5.4.2钻进开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。泥浆补充与净化：开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。5.4.3检孔钻孔完成后，用钻孔测斜仪或检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重新进行扫孔。5.4.4清孔清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求，钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。5.5钢筋笼制作、安装详见挖孔桩钢筋笼制作、安装5.6砼灌注5.6.1导管技术要求灌注水下砼采用钢导管灌注，采用导管内径为25-30cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1.3倍，p=rchc-rwHw式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；rc为砼拌和物的重度（24kN/m3）；hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；rw为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。5.6.2安装导管导管采用25-30钢管，每节23m,配12节11.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有 250 400mm 的空间。5.6.3二次清孔浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。5.6.4首批封底混凝土计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。5.6.5首批灌注砼的数量公式（例桩径D=1.25）：VD2/4(H1+H2)+d2/4h1；h1=Hwrw/rC；导管底口与孔底的距离为25-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。h1= Hwrw/rC=11*68/24=31.17mVr1.25=3.14*(1.25/2)2*（H1+1）+3.14*（0.25/2）2/4h1 =3.14*(1.25/2)2*(0.5+1)+3.14*(0.25/2)2/4*31.17 =2.23m3对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度符合设计要求,然后立即灌注首批砼。5.6.6箭球、拨栓或开阀打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。5.6.7水下混凝土浇灌桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在24m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管48次后应重新进行水密性试验。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土进入钢筋骨架4m5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。5.6.8灌注砼测深方法灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下1020厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。5.7泥浆清理钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。6.劳动组织6.1劳动力组织形式：采用架子队组织模式。6.2施工人员结合施工方案、机械、人员组合、工期要求等进行配置如下：每根孔桩施工人员配置表负责人1人技术主管1人专兼职安全员1人工班长1人钻孔工人2人技术、质检、测量及试验人员34人电工1人负责人、技术人员、专兼职安全员为正式职工，其他人员为劳务工。7.材料要求原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：A、施工用水的水质应符合工程用水标准；B、钢筋进场时，必须对其屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验等各项指标进行全面检查，符合相关要求后方能使用；C、水泥、粗细骨料等必须符合铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设【2005】160号）的相关要求。8.设备机具配置每根孔桩施工设备机具配置表冲击钻机1台泥浆泵2台9.质量控制及检验9.1钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。检验方法：观察，并做好施工记录备查。9.2孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。检验方法：测量检查和用检孔器或成孔检测仪器检查。钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法序号项 目允许偏差检验方法1护筒顶面位置50测量检查倾斜度1%2孔位中心50mm3倾斜度1%9.3钢护筒应坚实不漏水，护筒埋深应符合施工工艺设计要求。检验方法：观察和测量检查。9.4泥浆指标应根据钻机、地质条件确定。对制备的泥浆应试验全部性能指标，钻进时应随时检查泥浆比重和含沙率。检验方法：试验确定。9.5浇注水下混凝土前应清底，孔底沉渣应清除干净，满足规范和设计要求。检验方法：测量。9.6对于设计要求预埋声测管的桩基，成桩后采用声波透射法进行检测；其他钻孔桩全部采用小应变检测。对质量有问题的桩，钻取桩身混凝土鉴定检验。9.7钢筋原材料、加工、连接和安装必须符合现行规范的要求。检验方法和频次：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋每60t为一批，不足60t也按一批计，进行屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验；同级别、同规格、同接头形式和同一焊工完成的每200各接头为一批，不足200个也按一批计，进行焊接接头力学性能检验；同一截面内，同一根钢筋上不得超过一个接头。钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法序号项 目允许偏差（mm）检验方法1钢筋骨架在承台底以下长度100尺量检查2钢筋骨架直径203主钢筋间距0.5d尺量检查不少于5处4加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度骨架长度1%吊线尺量检查9.8混凝土原材料、配合比设计、施工的检验必须符合现行规范的要求。9.9桩的混凝土强度等级必须符合设计要求。9.10桩顶高程和主筋伸入承台的长度必须符合设计要求。以上各项指标均须满足客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（铁建设【2005】160号）等相关现行规范的要求。10.安全及环保要求10.1安全要求10.1.1施工区域应设置警示标志，泥浆池须用围栏维护起来，严禁非工作人员出入。10.1.2施工中应对机具进行定期检查、养护、维修。10.1.3 钻机安装应稳固，必要时可用揽风绳进行固定，以防钻机倾覆倒塌。10.1.4施工过程中应勤观察，发现坍孔或漏浆应及时处理。10.1.5应急措施 根据不同地质条件,应做好安全应急预案,险情发生时,有相应的处理措施；事故发生后,有相应的救助方案。10.2环保要求10.2.1泥浆池要做好防护工作，严防泥浆泄漏污染附近耕地。10.2.2生产中的废弃物及时处理，运到本地环保部门指定地点弃置。10.2.3按环保部门要求集中处理试验及生活中产生的污水及废水。第 - 10 - 页 共 10 页